Java是一种面向对象设计的高级语言，支持继承、封装和多态三大基本特征，首先我们从面向对象两大概念：类和对象(也称为实例)谈起。来看看最基本的类定义语法：
/*命名规则： *类名(首字母大写，多个单词组合时每个单词首字母大写，单词之间不加任何连接符号) *字段名、方法名(首字母小写，多个单词组合时第一个单词首字母小写，之后每个单词首字母大写，单词之间不加任何连接符号) */ [public][final] 类名 { [public|protected|private 类名() {}] //构造器 [public|protected|private][static|final] 类型 字段名 [=默认值];//字段列表 [public|protected|private][static|final|abstract] 返回值 方法名(参数) {} //方法列表 }
从以上的语法中发现几个知识点：(1).构造器名称为类名相同且没有任何返回值(甚至都不能返回void)；(2).类的修饰符要么为public，要么没有；(3).字段可以添加默认值；(4).方法的修饰符中final和abstract不能同时使用；(5).字段与方法都可以使用static进行修饰。基于这些，我先解释1,3,5，剩下的将在后续的讲解中逐渐涉及到。首先为什么构造器没有任何返回值呢？实质上，在Java中当利用new来调用构造器时是有返回值的，总是返回当前类的实例，因此无须定义返回值类型，但也不能显式使用return来返回，因为构造器的返回值是隐式的。其次，可以在声明字段的同时为之添加默认值，如未添加系统会自动添加默认值。最后，使用static修饰的字段和方法我们称为类字段和类方法，可以使用类和实例来调用，但是在类方法中不能访问任何实例字段和实例方法(即没有static修饰)。
利用类的构造器来创建类的实例，如未提供构造器，系统将默认提供一个无参构造器，如提供构造器，系统则不会提供默认构造器(因此自定义构造器的同时建议添加一个无参构造器)。
class Person { public String name; public int age; public Person() {} public Person(String n, int a) { name = n; age = a; } public void display() { System.out.println("Name: " + name + ", Age: " + age); } } public class TestPerson { public static void main(String[] args) { Person p = new Person(); p.display();//Name: null, Age: 0 p.name = "Miracle"; p.age = 28; //p = new Person("Miracle", 28); p.display();//Name: Miracle, Age: 28 } }
与上篇提到过的数组一样，类也是引用类型，以上Person类定义的引用变量p存放在栈内存中(只是存放实际Person对象的地址，没有任何实际数据，类似于C的指针)，而实际的Person对象存放在堆内存中，下图显示了Person对象初始化完毕后的内存分布情况。
class Person { public String name; public int age; public Person() {} //重载构造器之间调用时，需使用this public Person(String name) { this(name, 0); } //构造器中形参与字段同名，需使用this public Person(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } //方法中形参name与字段name同名，需使用this public void changeName(String name) { this.name = name; //方法中还引用实例方法display，此时可使用this，也可不使用 this.display(); //display(); } public void display() { System.out.println("Name: " + name + ", Age: " + age); } } public class TestPerson { public static void main(String[] args) { Person p = new Person("Miracle", 28); p.display(); p.changeName("Miracle He"); } }
方法是类或对象行为特征的抽象，跟C语言的函数相似，但也有显著的不同。方法必须属于类或对象，只能在类中定义，函数则是结构化语言的组成单元。方法可以采用static进行定义，代表这个方法是属于类或对象，但在static方法中不能调用this或其他非static方法或字段。Java方法的参数传递方式只有一种：值传递，即将实参的副本传递给方法，参数本身不发生任何变化。先看看基本类型参数的传递示例：
public class TestPassPrimitiveArgs { public static void swap(int a, int b) { System.out.println("交换前，a = " + a + ", b = " + b);//a = 3,b = 5 int temp = a; a = b; b = temp; System.out.println("交换后，a = " + a + ", b = " + b);//a = 5,b = 3 } public static void main(String[] args) { int a = 3; int b = 5; swap(a, b); System.out.println("交换结束后，a = " + a + ", b = " + b);//a = 3,b = 5 } }
从运行结果来看，在swap()中交换之前是3和5，交换后变成5和3，而实参在main()中始终变成不变，因此在main()传递给swap()的实参只是a和b的副本，而不是a和b本身。我们以内存分布来说明执行状况，当在main()中传参给swap()时，实际上就是在main()方法栈区向swap()方法栈区传递一份a和b的副本，如下图：
当执行swap()时，swap()方法栈区将a和b副本进行交换，交换完成后进入main()方法栈区，此时仅仅a和b的副本发生改变，其本身没有发生任何变化。接下来我们来看看引用类型的交换，前面我们说了只能通过值传递的方式来传参，可能对有些朋友来说稍显疑惑。
class DataSwap { public int a; public int b; } public class TestPassReferenceArgs { public static void swap(DataSwap ds) { System.out.println("交换前，ds.a = " + ds.a + ", ds.b = " + ds.b);//ds.a = 3, ds.b = 5 int temp = ds.a; ds.a = ds.b; ds.b = temp; System.out.println("交换后，ds.a = " + ds.a + ", ds.b = " + ds.b);//ds.a = 5, ds.b = 3 } public static void main(String[] args) { DataSwap ds = new DataSwap(); ds.a = 3; ds.b = 5; swap(ds); System.out.println("交换结束后，ds.a = " + ds.a + ", ds.b = " + ds.b);//ds.a = 5, ds.b = 3 } }
从运行结果来看，确实不仅在swap中交换成功，在main中仍然是交换之后的结果。让人一下觉得：从main中传递给swap似乎不是ds对象的副本了，而是ds本身，这与我们前面谈到的Java方法传参只能按值传递相违背了，下面我详细说明一下。我们都知道，此时传递的是引用类型DataSwap，而引用类型的内存方式已经谈过了，在main()方法栈区中实际存放的是ds对象的地址，而实际的数据(a,b)是存放在堆内存中。现在将ds对象引用由main传递给swap，实际上是ds对象的地址复制一份到swap方法栈区中，此时main和swap中都已拥有ds对象的地址，且都指向在堆内存中实际存放的数据。也就是说引用类型参数数据传递方式是不折不扣的值传递方式，只不过传递的仅仅是引用变量，而不是引用变量所指向的引用类型数据。当然这里对main或swap中任何一个ds对象数据的更改都会影响到另一方，同时我们还可以验证main和swap中的ds是两个不同的引用变量，试着在swap种方法最后添加: ds=null.也就是切断swap中对ds的引用，查看一下main中ds对象的a和b是否受到影响(结果是不会)。
接下来，谈一谈可变参数的实现方式(在类型后添加三个点...)，即形参可以输入任意个参数(类似于C#的params)，在看实际例子前，需要说明：可变参数必须是方法的最后一个参数，且最多只有一个可变参数，相当于传入了一个对应类型的数组(只是长度可变)。
public class TestVarityArgs { public static void readBooks(String name, String... books) { if(books.length == 0) { System.out.println(name + " has not a book to read"); } else { String result = name + " is reading: "; for(String book : books) { result += book + " "; } System.out.println(result); } } public static void main(String[] args) { readBooks("Miracle"); readBooks("Miracle", "Java", ".Net", "J2EE"); readBooks("Miracle", new String[] { "Java", ".Net", "J2EE" }); } }
谈到了可变参数，似乎跟重载函数非常相似，都是同一个方法有多种调用形式，但是它们有着显著的区别。重载函数必须满足"两同一不同"：同一个的重载方法名的必须相同，但是形参列表不同(返回值、修饰符不能作为重载的标准)。请注意，尽量别对包含可变参数的方法进行重载，因为这样可能会引起歧义。
public void readBooks(String name) { //... } public void readBooks(String name, String book) { //... } public boolean readBooks(String name, String[] books, int count) { //... }
我不知道是否有朋友会问返回值为什么不能作为重载的标准呢？假设现在有以下两个重载方法：int f(){}、void f() {}，当执行调用时：int r = f()；很明显是调用前者，但是如果没有将函数结果赋值呢？直接调用f()，此时你可能就不知道该调用谁了，当然java编译器比你还糊涂，更不知道怎么办了，因此返回值不能作为重载的标准。
前面一直提到static这个概念，接下来我以例子来说明它的应用，可以看出static和非static字段和方法的区别所在。
class Person { public String name; public int age; public static int courses = 2; public Person() {} public Person(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public static void AddCourse(int count) { //在static方法中只能访问static字段，不能访问实例字段 //System.out.println(name + " 's course: "); courses += count; } public void display() { //在实例方法中可以访问static字段 System.out.println("Name: " + name + ", Age: " + age + ", Course: " + courses); } } public class TestPerson { public static void main(String[] args) { Person p = new Person("Miracle", 28); p.display(); //static方法可通过类调用，也可通过实例调用，调用效果一致，会对该类的所有实例产生影响 Person.AddCourse(1);//p.AddCourse(1); p.display(); //p1.courses现在也变成3 Person p1 = new Person("Miracle He", 28); p1.display(); } }
那在实际开发中，怎样例区分static和非static的引用呢?简单的建议是：如果定义的变量是用来描述每个对象的固有信息(如每个人都有姓名、年龄)，则应该使用实例变量，相反如果描述的类的固有信息(如只要是人就只能有两只眼睛)，则应该使用类变量。
不是说面向对象有三大特征吗？封装、继承、多态。那到底是怎么回事呢？首先封装，就是将对象的属性等信息隐藏在类的内部，仅提供给外部一些满足预设条件的方法供调用。拿上面的例子来说明：每个人的年龄只能在0~150之间来进行浮动，现在的情况是我可以随意更改年龄(想多少岁就多少岁)，那肯定就不对了。我们必须将这些不满足条件的操作及时的过滤掉，Java提供了访问权限控制: private->default->protected->public(权限依次扩大)来封装内部属性和提供外部接口(对字段采用private或protected等修饰符来限制，采用getter和setter来进行有效控制)。
class Person { private String name; private int age; public Person() {} public Person(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public String getName() { return this.name; } public void setName(String name) { if(name.length() < 2 || name.length() > 20) { System.out.println("你设置的名字不合法"); return; } else { this.name = name; } } public int getAge() { return this.age; } public void setAge(int age) { if(age < 0 || age > 100) { System.out.println("你设置的年龄不合法"); return; } else { this.age = age; } } public void display() { System.out.println("Name: " + name + ", Age: " + age); } } public class TestAccessControl { public static void main(String[] args) { Person p = new Person("Miracle", 28); p.display(); //p.age = 150;//此时age已经是private的，无法访问 p.setAge(150);//这里已经不合法了，无法修改 p.setName("Miracle He"); p.setAge(35); p.display(); } }
关于访问控制符，有以下建议：类的绝大部分字段(有些少数的static字段需要public修饰)和辅助方法都采用private来修饰，并提供getter和setter访问器来对其读取和修改；如果值希望同一个包(即将讲到)中其他类访问，则不添加任何修饰符；如果只希望子类也能使用父类的成员而不被外界知晓，则采用protected来修饰；如果可以在任何地方都能访问到，则采用public来修饰。
接下来，将讨论上文中谈到的包。所谓包，就是为不同特征的类隔离起来，即使这些彼此隔离的包中包含同名的类也无所谓(就像在同一个班级中有两个都叫"Miracle"的同学，老师会叫其中一个"Older Miracle",另一个叫"Little Miracle"来区分)。一般一个类中只能包含在一个包中，且该语句只能为非注释语句的第一句。
/*命名规则： *包名(全部小写，以公司或项目组织的顺序倒写，中间以.分隔，如: miracle.java.basic) *类名(首字母大写，多个单词组合时每个单词首字母大写，单词之间不加任何连接符号) *字段名、方法名(首字母小写，多个单词组合时第一个单词首字母小写，之后每个单词首字母大写，单词之间不加任何连接符号) */ package 包名; [public][final] 类名 { [public|protected|private 类名() {}] //构造器 [public|protected|private][static|final] 类型 字段名 [=默认值];//字段列表 [public|protected|private][static|final|abstract] 返回值 方法名(参数) {} //方法列表 }
位于包中的类，在文件系统中也必须保持与包名相同层次的目录结构。
package miracle.java.basic; public class Person { private String name; private int age; public Person() {} public Person(String name, int age) { this.name = name; this.age = age; } public void display() { System.out.println("Name: " + name + ", Age: " + age); } }
import miracle.java.basic.Person; public class TestPerson { public static void main(String[] args) { Person p = new Person("Miracle", 28); p.display(); } }
我设计的项目组织结构如下图：
cd E:\project\src javac -d ..\bin TestPerson.java java -classpath ..\bin TestPerson (或: java -cp ..\bin TestPerson)
运行完毕之后，我们发现源文件和字节码文件已经彻底分离了，并且在bin文件夹中还生成了跟src文件夹中Person类指定包对应的文件夹目录(细心的朋友可能发现跟IDE的目录结构有点相似了，是的我们今天又进步了一点)。